钢-混凝土组合梁桥耐火性能研究

应用有限元软件ABAQUS建立了HC升温条件下钢-混凝土组合梁桥数值分析模型,采用已有的组合梁抗火试验数据验证了模型的正确性。利用上述模型,分析了车道荷载的分布和受火位置对组合梁桥耐火性能的影响。结果表明：组合梁桥的火灾行为与受火位置密切相关。全桥受火时,跨中挠度随受火时间的增加,不断下降;半桥受火及1/4桥受火时,未受火区域对受火区域有明显的约束作用,减小了组合梁桥的跨中挠度,提高了组合梁桥的抗火能力。随着车道荷载的增大,组合梁桥的耐火时间有所减小,但影响不是很明显。     

钢-混凝土组合梁体系转换新技术

钢-混凝土组合梁是由钢结构通过剪力钉与混凝土共同作用所形成的组合结构，其内力在形成过程中不断变化．以深圳丽水桥为背景工程，利用截面与内力均在变化的特殊性，在适当阶段对结构进行体系转换，可以调整结构内力状态，获得经济效益，具有推广应用前景。     

钢-混凝土连续组合梁腹板局部屈曲分析

对连续组合梁负弯矩区钢腹板的稳定性进行了研究,分析了负弯矩区钢梁腹板在弯曲、轴向压力和剪切作用下的力学性能,提出了组合梁腹板在各种荷载作用下的局部稳定性简化计算模型,建立了非均匀受压、纯剪和弯剪复合受力状态下的临界屈曲应力计算公式;分别计算了钢梁腹板在非均匀受压和纯剪状态下的弹性屈曲系数,并根据偏心受压与剪切作用下的相关方程计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲系数;基于屈曲分析结果,提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。结果表明：采用该方法确定的钢梁腹板高厚比更具合理性,且计算过程简单,结果偏于安全。     

钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度

为了完善钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度设计的内容,在充分考虑混凝土开裂前后组合梁的受力状态和钢梁与混凝土接触面的相对滑移对裂缝宽度影响的基础上,根据钢梁和混凝土截面应力和应变的本构关系,推导出钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度的理论计算公式,并进行了钢-混凝土组合梁裂缝宽度的试验研究.试验结果表明,在结构裂缝宽度容许范围内该理论公式计算结果与试验结果吻合良好.     

钢-混凝土组合梁结构体系应用和研究进展

钢-混凝土组合梁充分发挥了钢材与混凝土的优良特性,故此结合其应用及研究进展,系统论述了组合梁的结构体系,并指出了组合梁结构在我国的应用前景和值得进一步研究的方向。     

预应力钢-混凝土组合梁桥受弯极限承载能力计算

集中讨论了预应力组合梁桥的极限承载力的设计计算方法,并通过试验验证,给出了具有实际意义的工程按极限状态法设计体外预应力钢-混凝土组合梁的合理简化公式,在目前《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中,只给出了容许应力法设计规范的情况下,具有较强的工程指导意义.     

钢-混凝土组合梁的优化设计

钢与混凝土组合梁的优越性在于它可以充分发挥钢与混凝土各自的材料强度。本文为了选择合理地横截面尺寸以达到降低造价的目的,在已知弯矩数值和混凝土翼板宽度及钢材与混凝土单价的基础上采用优化分析方法,设计钢与混凝土组合梁截面,从而降低了组合梁的造价。     

钢-混凝土组合梁连续倒塌性能与倒塌机理分析

为了研究在中柱失效情况下钢-混凝土组合梁的连续倒塌性能,利用ANSYS软件对12根组合梁柱子结构试件进行了有限元建模,分析了混凝土板中配筋率、组合梁跨高比、栓钉间距、梁端纵向约束条件等参数对组合梁连续倒塌性能的影响。结果表明,板中配筋率、跨高比、钢梁高度等参数对组合梁的抗倒塌承载力影响显著;考虑悬链线工作机制的组合梁极限抗倒塌承载力约为按照塑性铰破坏模型计算所得抗倒塌承载力的1.34~1.86倍;进行组合梁的静力倒塌分析时应考虑荷载的冲击作用,倒塌荷载动力增大系数(DIF)可在1.13~1.41之间取值。     

钢与高强混凝土连续组合梁非线性分析

目的 研究钢与高强混凝土连续组合梁的受力性能,为组合梁设计提供依据.方法 采用ANSYS通用有限元软件,考虑材料非线性,提出一种钢与高强混凝土连续组合梁从加载到破坏的全过程非线性分析模式,对钢与高强混凝土连续组合梁进行分析.结果 得到组合梁的荷载-变形规律;交接面滑移分布规律;交接面掀起分布规律.结论 钢与高强混凝土连续组合梁的荷载-变形曲线同样经历弹性、弹塑性和塑性三个阶段;滑移最大值发生在两加载点之间,提高混凝土强度、增加连接件刚度可以有效减小连续组合梁交接面相对滑移;在连续组合梁的负弯矩区,交接面的竖向掀起比较平缓,在距两侧梁端L/4(L为单跨长)范围内,连续组合梁的竖向掀起较大,提高混凝土强度,可以有效减小交接面竖向掀起.     

考虑碰撞效应的桥台-引桥-刚构连续梁桥体系地震响应分析

为研究伸缩缝处碰撞效应对桥台-引桥-刚构连续梁桥体系地震响应的影响,以某实际原型桥为研究对象,充分考虑碰撞能量耗散、桩土相互作用、桥台与台后填土相互作用以及支座和桥墩的非线性行为,基于CSIBridge建立了桥台-引桥-刚构连续梁桥结构体系的碰撞弹塑性动力分析模型。利用调幅后的天然地震波和人工地震波分析了碰撞对桥台、引桥和刚构连续梁桥地震响应的影响,结果表明：碰撞显著增大了引桥梁体位移和墩梁间相对位移,增大了左右引桥梁体落梁风险;碰撞增大了引桥墩顶位移、墩底弯矩和桩基截面弯矩,改变率均在10%以内且处于安全范围内;碰撞减小了刚构连续梁桥刚构墩墩底弯矩和墩顶位移,最大改变率分别为-13%、-4.9%,对活动墩基本无影响;桥台纵向位移、台后填土被动土压力和桥台桩基截面弯矩显著增大,最大改变率分别为1 230%、116.0%和428.5%。研究表明,伸缩缝处碰撞效应对桥台-引桥-刚构连续梁桥体系地震响应影响显著。     

钢-混凝土组合梁静动力响应

为了准确分析钢-混凝土组合梁的静力和动力响应,基于接触理论和有限单元法的基本思想,提出了组合梁单元的合理位移函数,推导了考虑剪切滑移效应的组合梁单元刚度方程,并结合动力学经典理论,给出了组合梁无阻尼状态下考虑交界面剪切滑移效应的各阶自振频率和振型计算方法。通过具体算例分析了钢-混凝土简支组合梁在竖向荷载作用下的挠度和交界面的剪切滑移应变差沿梁长的分布形态,并与试验结果进行了对比,结果表明:有限元解与试验结果基本一致,说明该有限元解是合理、可信的。利用上述刚度矩阵,基于经典动力学理论,计算了组合梁在考虑剪切滑移效应时的频率和振型,并与完全相互作用的结果进行了对比分析,说明在进行动力响应计算时应考虑剪切滑移的影响,为实际工程的设计提供了一种可靠的理论计算方法。     

钢-混凝土组合梁非线性分析概述

对钢-混凝土组合梁非线性分析过程中的关键问题进行了分析,这些问题主要包括：混凝土本构关系模型的选用;混凝土的开裂模式及开裂后性能;钢和混凝土之间连接滑移的处理方法等。阐述了分段杆单元法、分层法、平面应力法等常用分析模型及其优缺点。最后,给出了组合梁非线性分析数值实现方法的几点建议。     

钢-混凝土组合梁疲劳性能研究进展

钢-混凝土组合梁广泛应用于桥梁结构,由车辆等活荷载引起的疲劳问题日益突出,但国内对钢-混凝土组合梁疲劳性能的研究并不充分,规范中相关的疲劳设计条款有待完善。疲劳试验是研究钢-混凝土组合梁疲劳性能的主要途径之一,而其耗时长、费用高的特点决定了无法进行大量的试验研究。因此,对现有研究成果进行汇总分析具有重要的意义。本文通过整理、分析国内外的研究文献和设计规范,对钢-混凝土组合梁的疲劳性能、疲劳设计方法等进行了探讨,相关内容可以为组合梁的疲劳设计提供参考。     

钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点性能

为了研究钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点的力学性能和半刚性特性,制作了4个比例为1∶3的节点模型进行试验,借助有限元分析软件ABAQUS建立了节点的有限元模型进行数值计算,分别进行了试验结果与数值计算的相应测点的应变、位移等结果的对比分析.通过试验与数值计算彼此校核,得到了与试验相符的有限元模型.在此模型的基础上,建立了该组合梁柱节点只含几何参数的相对弯矩-转角曲线模型.     

预应力钢-混凝土组合梁非线性有限元解法

为了研究预应力钢-混凝土组合梁受力全过程的力学性能,编制了预应力组合梁非线性有限元程序,考虑了材料非线性及几何非线性,模拟了连接件传力机理,能较精确地预见和分析加载受力过程中预应力增量、界面相对滑移、组合梁极限承载力等受力性能,并进行了算例验证,结果表明,该有限元程序正确。     

钢-混凝土组合梁的固有频率及其振型

为准确分析考虑剪切滑移效应的钢-混凝土组合梁频率及其振型,根据经典动力学的基本思想和粘结滑移理论,提出了钢-混凝土组合梁考虑剪切滑移效应的位移函数,基于能量法推导了考虑剪切滑移效应的组合梁自由振动方程并得出固有频率及其振型,解决了考虑钢-混凝土组合梁交界面剪切滑移的难题。通过室内试验对试验梁的频率及其振型进行测试,并基于ANSYS对钢-混凝土组合梁进行了仿真模拟分析,将试验梁的测量值、ANSYS仿真模拟分析值与理论解进行对比,结果表明:考虑剪切滑移效应求解钢-混凝土组合梁频率和振型的解析解是正确的,在实际组合梁工程中考虑剪切滑移效应十分必要。     

钢-混凝土组合梁钢框架节点抗震性能试验

为了研究钢-混凝土组合梁钢框架节点的抗震性能,本文进行了3个1／2缩尺的钢-混凝土组合梁钢框架节点的拟静力试验,主要研究了节点类型(2个中柱节点、1个边柱节点)、混凝土板宽度等对组合节点抗震性能的影响,对节点的破坏模式、滞回曲线、耗能能力、延性、强度和刚度退化等性能进行了研究,并利用有限元软件ABAQUS对组合节点在单调荷载作用下弹塑性性能进行分析,对比可知理论分析与试验结果吻合较好．研究表明:组合节点的变形能力以及耗能能力较强,强度与刚度退化不明显,节点位置和混凝土板有效宽度对节点抗震性能影响较大．     

钢-混凝土组合梁的抗弯承载力分析

结合某六层钢结构工程实例,引入一种钢-混凝土组合梁的实用计算模型,提出了该受弯构件在使用阶段正截面抗弯承载力计算方法,并以试验为基础进行对比分析。研究表明：该组合梁强屈比大,抗弯承载力高,施工速度快,运用在多层及小高层民用建筑结构中有其独特的优越性。     

AISC ASD规范钢-混凝土组合梁设计

在参考国外相关文献的基础上,着重介绍了AISC ASD规范中钢-混凝土组合梁的设计方法,并与我国现行(GB50017-2003)<钢结构设计规范>的相关内容进行了比较,以供设计人员在工程应用中参考.     

钢-混凝土组合梁截面刚度的分析

建立了考虑钢梁与混凝土板之间的滑移效应以及截面的塑性发展对钢-混凝土组合梁截面刚度影响的组合梁刚度计算模型,进行了理论推导.应用偏心板单元和偏心连接单元编制了钢-混凝土组合梁非线性有限元分析程序NACB2.0,利用NACB2.0及ANSYS进行了组合梁非线性分析,计算了组合梁在各级荷载下的挠度值,确定了组合梁的弹性截面刚度和塑性截面刚度,得出了截面刚度计算公式,并与规范中的换算截面法和现有的试验结果进行了对比.结果表明:滑移效应及塑性发展在一定程度上使组合梁的截面刚度比按照换算截面得到的刚度低,不可忽略;理论分析和推导与试验结果吻合很好.